ARM11和DSP协作视频流处理技术3G视频安全帽设计

发布者:梦想启航最新更新时间:2014-06-07 来源: 互联网关键字:嵌入式设计  ARM11  DSP  视频流处理技术 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

  本文设计一款基于ARM11和DSP双核视频处理技术的3G视频安全帽,将工作现场音视频信号经过本地高效压缩处理后,通过3G网络实时传送至远端服务器,实现远程指挥监控和与现场双向通话功能。

  1.引言

  为提高在高危工作场所现场作业的可控性,本文采用仿生学原理和高集成度设计实现了与人眼同视角的3G视频安全帽。本设计由视频安全帽和腰跨式数据处理终端两部分组成,采用高可靠性航空插头连接。其中图像处理采用三星公司的S3C6410ARM11处理器和TMS320DM642 DSP处理器组成。本设计结合DSP处理器在视频压缩方面的优势和运行于ARM之上的Linux操作系统在数据管理与任务调度机制方面的出色表现,由DSP完成图像处理功能,并通过高速接口把视频数据传输给嵌入式微处理系统,完成视频数据的传输、存储功能。

  2.系统构成

  本设计由视频安全  帽和腰跨式视频终端两部分组成。视频安全帽中包含1路视频输入、1路音频输入和1路音频输出,并配备辅助灯光。腰跨式视频终端主要由ARM11和DSP双核系统、3G无线模块和电源管理模块组成,主要完成数据处理、传输、存储和系统控制功能。

  2.1 ARM处理系统设计

  ARM处理系统,主要由主控模块、数据存储系统、模拟数字信号的采集模块等部分。

  CPU采用三星公司S3C6410A处理器,最高工作频率可达667MHz.

  2.2 DSP视频处理系统设计

  DSP图像处理系统由三部分组成,视频解码、图像处理。其中视频解码采用TVP5150超低功耗解码器,图像处理采用TMS320DM642(简称DM642)DSP处理器,它可在600MHz时钟频率下工作,指令周期为1.67ns,每个指令周期可并行8条32位指令,处理能力可达到4800MIPS的峰值计算速度。

  摄像头模拟信号通过TVP5150解码后,送到DM642芯片进行H.264视频压缩,压缩后的信号传送到ARM嵌入式系统通过3G模块将数据传送至远端服务器或进行本地存储。

  2.3 ARM系统与DSP系统间的协作实现

  如图1所示,视频信号经DSP压缩编码后通过主机接口(HPI)将数据传送至S3C6410A中进行下一步数据传输或存储,其电路图如图2所示。

ARM11和DSP协作视频流处理技术3G视频安全帽设计

ARM11和DSP协作视频流处理技术3G视频安全帽设计

  本文选用HPI16模式,主要接口信号线如下:

  (1)16位数据线HD[15:0],这些数据线在没有用到HPI读写功能时处于高阻态。

  (2)2条访问控制选择信号线HCNTL[1:0].

  它的状态用来控制当前访问的是三个HPI寄存器中的哪一个,HCNTL[1:0]=00时,主机对HPIC寄存器进行读写操作:HCNTL[1:0]=01时,主机对H P L A寄存器进行独显操作;HCNTL[1:0]=10时,主机以抵制自动增加的方式对HPID寄存器进行读写操作,每读取一次HPID,HPIA自动增加一个字抵制(4个字节);HCNTL[1:0]=11时,主机以固定地址模式对HPID寄存器进行读写操作,HPIA寄存器地址不变。

  (3)半字识别选择信号线HHWIL.由于DM642最小存储单位是字(32bit),当HPI配置为HPI16时,需要连续传输两个半字组成一个字传给主机,HHWIL信号线用于区分先传高位半字还是低位半字。

  (4)地址选通输入信号线HAS.此信号用于主机的数据线和地址线复用情况。不用时此信号应该接高。

  (5)主机读写选择信号线HR/W.主机必须将HR/W设置为高以进行读操作,设置为低以进行写HPI操作。

  (6)3条选通信号线HCS,HDS1和HDS2.这三个信号线在片内组合为一个低电平有效的选通信号HSTROBE.

  (7)准备好信号线HRDY.当该信号线为低时,表明HPI己准备好传送数据。

  (8)向主机发送中断信号线HINT.

  如图2所示,将S3C6410的Bankl片选信号nCS7与nHCS连接,使HPI接口作为外部物理地址映射到S3C6410相应内核空间,Bankl地址空间从0×08000000到0x0fffffff而将读写信号nOE和nWE分别接到nHDSl和nHDS2.本系统采用的是HPll6模式,将32位数据分低16位和高16位分别存储,这里采用ADDR5控制半字节标识选择。将S3C6410的AB2、AB3连接到HCNTL0、HCNTLl,能够方便的对HPI的三个寄存器HPIC、HPIA、HPID进行寻址。ADDR6连接到DM642的HR/W,通过控制此地址线来实现HPI读写的选通,HRDY反相后与WAIT信号线相连,DM642的HINT直接连接到S3C6410的外部中断IRQ5引脚上,以实现DSP对主机中断信号的传输。

  经测试,基于HPI16数据传输协议,DM642与S3C6410间的通信速率可以达到50Mbps,带宽足够用来传输MPEG等压缩的视频数据。

  3.总结

  基于本文设计的ARM11和DSP协作视频流处理技术的3G视频安全帽以在石油、电力等行业野外作业中得到应用。文章采用HPll6的传输模式,其传输速度能够较好地满足实际需求,后续将尝试采用HPl32模式,传输速度还会得到进一步提高。在ARM与DSP之间的通信中,通过视频数据通信协议的引入,与传统的通过read/write buffer实现通信相比,视频数据传输的可靠性得到了较好的保证。

关键字:嵌入式设计  ARM11  DSP  视频流处理技术 引用地址:ARM11和DSP协作视频流处理技术3G视频安全帽设计

上一篇:学DSP、FPGA、ARM,哪个更有前途?
下一篇:基于DSP的自适应光纤/千兆网接口设计

推荐阅读最新更新时间:2024-05-02 23:05

基于DSP的双电动机同步控制平台设计
引言 长期以来,电动机作为机械能和电能的转换装置,在各个领域得到了广泛应用。无刷直流电动机综合了直流电动机和交流电动机的优点,既具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便的特点,又具有直流电动机运行效率高、调速性能好的优点。正是这些优点使得无刷直流电动机在当今国民经济的很多领域得到了广泛的应用。无刷直流电动机采用电子换向装置,根据位置传感器检测到的位置信号,通过DSP(数字信号处理器)产生一定的逻辑控制PWM波形来驱动电动机,实现无刷直流电动机的平稳运转。近年来,随着工业的快速发展,对产品性能的要求也在逐年提高。对于现代某些产品,单单控制一台电动机已经不能满足需求了,需要同时控制多台电动机协调有序地工作才能满足功能需要。 设计以T
[嵌入式]
基于<font color='red'>DSP</font>的双电动机同步控制平台设计
变频器未来发展凸现六种特性
变频器是运动控制系统中的功率变换器。当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域,总的发展趋势是:驱动的交流化,功率变换器的高频化,控制的数字化、智能化和网络化。因此,变频器作为系统的重要功率变换部件,提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。 经历大约30年的研发与应用实践,随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展,变频器的性能价格比越来越高,体积越来越小,而厂家仍然在不断地提高可靠性实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。变频器性能的优劣,一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响,二要看对电网的谐波污染和输入功率因数,三要看本身的能量损耗(即效率)如何?这里
[嵌入式]
充分利用数字信号处理器上的片内FIR和IIR硬件加速器
有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR)滤波器都是常用的数字信号处理算法---尤其适用于音频处理应用。因此,在典型的音频系统中,处理器内核的很大一部分时间用于FIR和IIR滤波。数字信号处理器上的片内FIR和IIR硬件加速器也分别称为FIRA和IIRA,我们可以利用这些硬件加速器来分担FIR和IIR处理任务,让内核去执行其他处理任务。在本文中,我们将借助不同的使用模型以及实时测试示例来探讨如何在实践中利用这些加速器。 简介 图1.FIRA和IIRA系统方框图 图1显示了FIRA和IIRA的简化方框图,以及它们与其余处理器系统和资源的交互方式。 FIRA和IIRA模块均主要包含一个计算引擎(乘累加(MAC)单元)以及
[嵌入式]
充分利用<font color='red'>数字信号处理器</font>上的片内FIR和IIR硬件加速器
基于DSP的谐波控制器的研制
0 引言 随着电力系统的不断发展和用电负荷的不断增长,电力系统中的电能质量问题越来越突出,一方面,大量敏感性负荷对电能质量的要求越来越高,而另一方面,越来越多的非线性负荷不断接入电网,使电力系统总体的电能质量状况不断恶化。 谐波是电能质量中很重要的一个方面,谐波的存在对电力系统产生的危害有以下几个方面: 1)可能使电力系统继电保护装置和自动装置产生误动或拒动; 2)使各种电气设备产生附加损耗和发热,使电机产生机械振动及噪声; 3)谐波电流在电网中流动增加损耗,影响电网及各种电气设备的经济运行; 4)谐波电流通过电磁感应、电容耦合以及电气传导等作用,对周围的通信系统产生干扰; 5)谐波使电网中广泛使用的
[嵌入式]
一种通过SPI接口协议实现DSP与其它设备通信的方法
介绍了SPI通信协议,并着重介绍了TI公司生产的TMS320C5402 DSP用于SPI协议通信时的串口配置方法和接口电路设计实例,最后给出了串口McBSP的配置程序。 关键词:多通道缓冲串行口,主设备,从设备,NECuPD780308,SPI,DSP 1 引 言   随着信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展,DSP技术也正以极快的速度应用到科技和国民经济的各个领域。在很多工程开发处理中,往往要求实现单片DSP芯片与单片DSP芯片、多片DSP芯片以及其它处理芯片的通信,怎样更高效、更便捷地实现通信,已成为广大DSP应用者必须首要解决的一个问题。   本文根据笔者在工程应用和调试TIDSPTMS320C5402与NE
[工业控制]
一种通过SPI接口协议实现<font color='red'>DSP</font>与其它设备通信的方法
DSP和PBL3717A构成的步进电机的控制系统
摘要: 介绍由美国TI公司的数字信号处理器TMS320LF2407A和SGS公司的步进电机驱动芯片PBL3717A构成的两相混合式步进电机的控制系统。 关键词: PBL3717A DSP 步进电机 控制系统 引言 步进电机是数字控制系统中的一种重要执行元件,广泛应用于各种控制系统中。它是一种将电脉冲信号转换为位移或转速的控制电机,输入一个脉冲信号,电机就转动一个角度或前进一步。其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例,可以通过改变脉冲频率在大范围内调速,易于与计算机或其它数字元件接口,适用于数字控制系统。随着超大规模集成电路技术的迅速发展,DSP(Digital Signal Processor数字
[单片机]
基于DSP的异步电机矢量控制系统设计
0 引言 随着现代控制理论、微处理技术和电力电子技术的不断发展,基于矢量控制的高性能交流传动系统得到广泛的应用。异步电机是一个多变量、强耦合、非线性的时变参数系统,若以转子磁通这一旋转的空间矢量为参考坐标,再利用坐标变换,就可以把定子电流中的励磁分量和转矩分量独立开来分别进行控制。这就是矢量控制的出发点。SVPWM调制技术把逆变器和电机看成一个整体来处理,所得模型简单,便于处理器实时控制,并具有转矩脉动小、噪声低、电压利用率高等优点。本文以TI公司的专用电机控制芯片TMS320F2812为核心,给出了整个异步电机矢量控制系统的设计方案,并通过实验验证了其有效性。 1 异步电机矢量控制原理 矢量控制技术自从上世纪60、
[嵌入式]
主从模式的TLC320AC01与DSP的接口设计
    摘要: DSP应用系统中,大多有ADC和DAC通道。本文介绍一种集成了ADC和DAC于一体的TLC320AC01模拟接口电路与TMS320VC5402定点DSP的接口电路的硬件设计方法。该设计采用2片TLC320AC01芯片,工作于主从模式。最后给出一个软件实例说明主从模式下软件的实现方法。     关键词: TLC320AC01 TMS320VC5402 DSP ADC DAC 主从模式 缓冲串口 在许多应用系统中,数字信号处理器DSP必须从多路模数转换器(ADC)通道获取信息,并且将经DSP处理后的数字信号传送到多路数模转换器(DAC)通道输出。关键问题是怎样在DSP系统中十分容易和高效地实现这些转
[应用]
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved